Pengembangan SISTEM KRITIS

1. Rekayasa Perangkat Lunak Pengembangan SISTEM KRITIS

2. Defenisi Sistem Kritis • Yaitu Sistem yang apabila terjadi kegagalan, maka dapat mengakibatkan kerugian ekonomi yang besar, kerusakan fisik atau mengancam hidup manusia.

3. Ada 3 tipe utama sistem kritis • Sistemkritisdalamhalkeselamatan • Sistem yang kegagalannyadapatmengakibatkancedera, kematianataukerusakanlingkungan. Contoh : sistemkendaliuntukpabrikkimia • Sistemkritisdalamhalmisi • Kegagalannyadapatmengakibatkankegagalanpadasuatukegiatan yang diarahkanpadasuatutujuan. Contoh : Sistemnavigasipesawatudara. • Sistemkritisdalamhalbisnis • Kegagalannyadapatmengakibatkankegagalanpadabisnis yang menggunakansistemtersebut. Contoh : Sistemrekeningnasabahpadasebuah bank

4. Biaya Kegagalan Sistem • Langsung • Karena sistem harus diganti • Tidak langsung • Biaya proses pengadilan • Kerugian bisnis yang terjadi karena sistem tidak tersedia

5. Komponensistem yang rentanterhadapkegagalan • Hardware: disebabkan karena : • Kesalahan dalam perancangan • Komponen rusak karena kesalahan manufaktur • Komponen telah mencapai akhir masa pakai • Software : karena kesalahan dalam perincian, perancangan, atau implementasi • Operator sistem : gagal menjalankan sistem dengan benar

6. Dependabilitas Sistem Kritis • Dependabilitas • Properti dari sistem • Sama dengan keterpercayaan (trustworthiness) • Yaitu derajad kepercayaan user bahwa sistem yang akan beroperasi sebagaimana yang mereka harapkan • Atau sistem tidak akan gagal dalam penggunaan yang normal

7. Dimensi dependabilitas : • Ketersediaan (Availability) • Probabilitas bahwa sistem dapat bekerja dan memberikan layanan yang berguna setiap saat • Keandalan (Reliability) • Probabilitas bahwa dalam jangka waktu tertentu bahwa sistem akan memberikan layanan dengan benar sesuai harapan user

8. Keselamatan (Safety) • Penilaian pada seberapa besar kemungkinan sistem akan menyebabkan kerusakan terhadap orang dan lingkungan sistem • Keamanan (Security) • Penilaian pada seberapa besar kemungkinan sistem dapat bertahan terhadap campur tangan yang disengaja atau tidak disengaja

9. Contoh: sistempenyaluran insulin untukmengontrol diabetes : • Sistem otomatis • Memonitor tingkat gula darah dan menyalurkan dosis insulin saat dibutuhkan • Bekerja dengan sensor mikro yang terpasang dalam tubuh pasien

10. Ada 3 dimensi dependabilitas yg berlaku • Ketersediaan : • Sistem hrs tersedia untuk memberikan insulin saat dibutuhkan • Keandalan : • Sistem hrs bekerja andal dan mengalirkan jumlah insulin yang tepat • Keselamatan : • Kegagalan sistem dapat mengakibatkan pemberian dosis yg berlebihan shg mengancam hidup pasien

11. KETERSEDIAAN & KEANDALAN • Keandalan mencakup ketersediaan • Karena jika suatu layanan yg telah ditentukan tidak diberikan, maka sistem tidak akan berjalan sebagaimana mestinya • Namun ada sistem yg dapat mentolerir kegagalan yg relatif sering terjadi, namun memiliki persyaratan ketersediaan yg cukup tinggi  cth : saklar hub telepon

12. Jika sistem A gagal sekali setahun dan sistem B gagal sekali sebulan, maka A lebih dapat diandalkan dibanding B • Tetapi jika A membutuhkan 3 hari untuk dapat bekerja kembali sementara B membutuhkan 10 menit,maka ketersediaan B selama setahun jauh lebih besar ketimbang A

13. Keandalan : • Probabilitsas sistem yg bebas dr kegagalan dlm kurun waktu tertentu pada suatulingkungan tertentu dan untuk tujuan yg tertentu pula • Ketersediaan : • Probabilitas bahwa suatu sistem pada suatu waktu akan bekerja dan dapat memberikan layanan yang diminta

14. Tiga pendekatan yg saling melengkapi yg dapat digunakan untuk memperbaiki keandalan sistem : • Penghindaran kesalahan menghindari konstruksi bhs pemrograman yg rentan thd eror (pointer, rekursi, dll) • Deteksi dan buang kesalahan Pengujian dan debug sistem • Toleransi kesalahan Menjamin bahwa kesalahan sistem tidak menghasilkan eror atau menjamin bahwa eror sistem tidak mngakibatkan kegagalan

15. Tidak semua kesalahn PL memiliki kemungkinan yang sama untuk mengakibatkan kegagalan PL • Sebuah program mungkin mengandung kesalahan yg diketahui namun tetap dapat diandalkan oleh usernya • User yg berpengalaman seringkali “berputar menghindari” kesalahan PL yg diketahui akan menyebabkan kegagalan.

16. KESELAMATAN • Yaitu atribut sistem yg merefleksikan kemampuan sistem untuk beroperasi secara normal atau abnormal tanpa membahayakan manusia atau lingkungan Contoh : sistem kontrol dan monitor pada pesawat udara, sistem kontrol proses pada pabrik kimia dan farmasi, dan sistem kontrol pada mobil

17. PL lunak yg kritis dalam hal keselamatan terbagi atas : • PL kritis keselamatan primer • PL yg menyatu sbg kontroler pada sistem • Malfungsi PL menyebabkan malfungsi PK • Menyebabkan cedera pada manusia atau kerusakan pada lingkungan • PL kritis keselamatan sekunder • PL yg secara tidak langsung dapat menimbulkan cedera • Cth : malfungsi sistem perancangan berbasis komputer yg mengakibatkan kesalahan pd objek yg dirancang

18. Fakta menunjukkan bahwa : “Kita tidak akan pernah 100% yakin bahwa suatu sistem PL bebas dari kesalahan dan bertoleransi terhadap kesalahan”

19. Ada beberapa alasan lain mengapa sistem PL yg dapat diandalkan belum tentu menjamin keselamatan • Spesifikasi mungkin tidak lengkap Tingkat persentase malfungsi sistem yg tinggi merupakan akibat dari eror spesifikasi, bukan eror perancangan. • Malfungsi perangkat keras Shg menyebabkan PL menghasilkan suatu lingkungan yg tidak dapat diantisipasi • Operator sistem

20. Ada 3 hal yg perlu dilakukan utk menjamin bahwa kecelakaan tidak akan terjadi atau bahwa konsekuensi kecelakaan akan minimal, yaitu : • Menghindari bahaya • Deteksi dan membuang bahaya Cth : sistem pabrik pengolahan bahan kimia yg dpt mendeteksi tekanan yg berlebihan dan akan membuka sebuah katup untuk mengurangi tekanan ini. • Membatasi kerusakan Dgn menyertakan fitur proteksi yg akan meminimalisasi kerusakan cth : pemadam api otomatis, sebelum melukai penumpang dan awak pesawat

21. KEAMANAN • Yaitu penilaian sampai sejauh mana sistem melindungi diri dari serangan eksternal yg disengaja atau tidak. • Contoh serangan : virus, penggunaan yg tidak syah atas layanan sistem, modifikasi yg tidak diijinkan thd data atau sistem • Cth sistem yg memerlukan jaminan keamanan tinggi : sistem militer, sistem e-commerce, dan sistem yg melibatkan pertukaran informasi rahasia

22. Ada 3 jenis kerusakan yg dapat disebabkan oleh serangan eksternal : • Penolakan layanan • Sehingga layanan normal sistem tidak tersedia • Korupsi program atau data • Karena perubahan komponen PL • Penyingkapan informasi rahasia

23. Keamanan semakin penting dgn beragamnya sistem yg terhubung dgn internet • Atribut yg yg terpenting utk utk sistem berbasis internet adalah “kemampuan bertahan” • Yaitu kemampuan sistem untuk terus meberikan layanan pada saat diserang atau pada saat sebagian sistem telah dilumpuhkan.

24. SPESIFIKASI SISTEM KRITIS • Karena biaya potensi kegagalan sistem tinggi, maka penting untuk menjamin bahwa spesifikasi sistem kritis harus berkualitas tinggi dan dgn akurat merefleksikan kebutuhan user sistem yg sebenarnya

25. Spesifikasi keandalan PL • Perlunya dependibilitas pd sistem kritis menimbukan : • Persyaratan fungsional • Dibuat utk mendefenisikan pemeriksaan eror dan fasilitas pemulihan serta fitur2 yg memberikan proteksi thd kegagalan sistem • Persyaratan non-fungsional • Untuk mendefenisikan keandalan dan ketersediaan sistem yg dibutuhkan

26. Persyaratan lain yg hrs dipertimbangkan adalah persyaratan “tidak akan”, yaitu : • Sistem tidak akan memperbolehkan user mengubah ijin akses terhadap file manapun yg tidak mereka buat (keamanan) • Sistem tidak akan memperbolehkan dipilihnya metode mendorong ke belakang (reverse thrust mode) ketika pesawat sedang terbang (keselamatan) • Sistem tidak akan membolehkan aktivasi lebih dari tiga sinyal alarm secara bersamaan (keselamatan)

27. Ada 3 dimensi ketika menspesifikasikan keandalan sistem secara menyeluruh : • Keandalan PK • Keandalan PL • Keandalan operator • Kegagalan PK dpt menyebabkan sinyal palsu yg berada diluar kisaran input • Shg PL dp berprilaku spt yg tidak diharapkan • Prilaku sistem yg tidak diharapkan dpt membingungkan operator dan mengakibatkan stres operator • Error operator sangat mungkin terjadi dalam kondisi stres, shg akan memberikan input yg tidak benar.

28. Spesifikasi keselamatan PL • Operasi yg selamat mrpk karakteristik yg dibutuhkan pada sistem PL yg berhubungan dgn keselamatan • Setiap bahaya harus dinilai terhadap resiko yg dimiliki • Selanjutnya mendeskripsikan bagaimana PL harus berprilaku utk meminimalisasi resiko atau mempersyratkan bahwa bahaya tidak boleh terjadi

29. Analisa biaya dan resiko • Tujuannya utk menemukan bahaya potensial yg mungkin muncul, akar penyebab bahaya, dan resiko yg berhubungan dgnnya. • Proses iteratif dr analisis biaya dan resiko : • Identifikasi bahaya  petir, gempa bumi, dll • Analisis resiko dan klasifikasi biaya • Penguraian bahaya  penyebab • Penilaian reduksi resiko

30. Analisa Pohon kesalahan Pohon kesalahan yg dapat diidentifikasi utk bahaya yg mungkin muncul yg berhubungan dgn PL pada sistem penyaluran insulin

31. Pengurangan resiko : • Penghindaran bahaya • Sistem dirancang shg bahaya tidak muncul • Deteksi dan pembuangan bahaya • Sistem dirancang shg bahaya terdeteksi dan dinetralisasi sebelum menimbulkan kecelakaan • Pembatasan kerusakan • Sistem dirancang shg konsekuensi kecelakaan diminimalisasi

32. Spesifikasi Keamanan • Tahap proses spesifikasi keamanan : • Identifikasi dan evaluasi aset (data dan program) • Analisis ancaman dan penilaian resiko • Penggolongan ancaman • Analisis teknologi

33. PENGEMBANGAN SISTEM KRITIS • Ada 2 pendekatan komplementer yg dapat dipakai jika tujuannya adalah mengembangkan PL yg dapat diandalkan : • Penghindaran kesalahan • Meminimalisasi eror manusia dan membantu menemukan kesalahan sistem sebelum sistem dipakai • Toleransi kesalahan • Sistem hrs dirancang sedemikian rupa shg kesalahan selama eksekusi akan terdeteksi dan tertangani.

34. Minimalisasi Kesalahan • PL yg bebas dr kesalahan adalah PL yg dgn tepat mengikuti spesifikasinya. • Namun PL yg bebas dr kesalahan belum tentu bebas dari kesalahan

35. Persyaratan utk pengembangan PL yg bebas dr kesalahan : • Harus ada spesifikasi sistem yg tepat • Organisasi yg mengembangkan sistem hrs memiliki kultur kualitas organisasi • Hrs digunakan pendekatan perancangan dan implementasi PL yg berdasarkan penyembunyian informasi dan enkapsulasi • Gunakan bhs pemrograman yg strongly-typed (dpt mendeteksi kesalahan lebih banyak oleh kompilator) • Menghindari penulisan yg potensial rentan thd error • Proses pengembangan hrs didefenisikan. Manajer kualitas hrs memeriksa kesesuaian proses

36. Penghindaran Eror • Stetement goto merupakan konstruksi pemrograman yg secara bawaan rentan thd eror • Pemrograman terstruktur berarti : • pemrograman tanpa penggunaan statement goto • Hanya menggunakan loop while dan statement if sebagai konstruksi kontrol • Pemrog terstruktur mrpk batu loncatan yg penting bagi pengembangan RPL

37. Penyembunyian Informasi • Komponen2program harus diperbolehkan akses hanya ke data yg mereka butuhkan untuk implementasi. • Peyembunyian informasi akan mengakibatkan inf yg disembunyikan tidak dapat dirusak oleh komponen2 program yg tidak seharusnya menggunakannya.

38. Toleransi Kesalahan • Tujuannya utk menjamin bahwa kesalahan sistem tidak mengakibatkan kegagalan sistem • Diperlukan pada situasi dimana kegagalan sistem dapat menyebabkan kecelakaan hebat • Atau kerugian operasi sistem akan menyebabkan kerugian ekonomi yg besar • Bebas kesalahan tidak berarti bebas kegagalan

39. Aspek toleransi kesalahan : • Deteksi kesalahan • Penilaian kerusakan • Pemulihan kerusakan status aman • Perbaikan kesalahan

40. VALIDASI SISTEM KRITIS • Proses V&V harus mendemonstrasikan bahwa sistem memenuhi spesifikasinya dan bahwa layanan dan prilaku sistem mendukung persyaratan klien • Shg diperlukan penambahan analisis dan pengujian normal, karena : • Biaya kegagalan  jauh lebih besar dr pd sistem non-kritis • Validasi atribut tingkat dependabilitas  meyakinkan user

41. Lebih dari 50% biaya pengembangan total utk sistem PL kritis  agar kegagalan sistem yg mahal terhindari • Contoh : kegagalan sistem PL dalam hal misi pada roket Ariane 5 th 1996, yg mengakibatkan beberapa satelit rusak. • Kualitas sistem dipengaruhi oleh kualitas proses yg dipakai untuk mengembangkan sistem.